يعد ناقل المسافة أحد المبادئ الأساسية لشبكات الكمبيوتر، خاصة في مجال بروتوكولات التوجيه. يُستخدم هذا المفهوم لتحديد أفضل مسار لحزم البيانات للوصول إلى وجهتها داخل الشبكة عن طريق حساب "المسافة" أو "التكلفة" المرتبطة بكل مسار محتمل.
نشأة ناقل المسافة
يعود ظهور خوارزميات توجيه ناقل المسافة إلى الأيام الأولى لشبكة ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة)، التي كانت بمثابة مقدمة للإنترنت، في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات. أول ذكر لخوارزمية تشبه ناقل المسافة كان في ورقة بحثية عام 1978 كتبها جون ماكويلان، وإيرا ريتشر، وإيريك روزين. استخدمت خوارزميتهم، التي يطلق عليها اسم بروتوكول معلومات التوجيه (RIP)، شكلاً من أشكال توجيه متجه المسافة للتنقل في الشبكة.
الخوض بشكل أعمق في ناقل المسافة
في الشبكة، يجب على أجهزة التوجيه مشاركة المعلومات لفهم تخطيط الشبكة واتخاذ قرارات التوجيه. تعد بروتوكولات ناقل المسافة إحدى الطرق التي تقوم أجهزة التوجيه من خلالها بمشاركة هذه المعلومات.
في سياق التوجيه، تشير "المسافة" إلى تكلفة الوصول إلى عقدة معينة (على سبيل المثال، الشبكة أو جهاز التوجيه) وتشير "المتجه" إلى الاتجاه إلى تلك العقدة. يحتفظ كل جهاز توجيه بجدول توجيه يتضمن المسار الأقل تكلفة لكل جهاز توجيه آخر والخطوة التالية نحو هذا المسار.
يستخدم بروتوكول ناقل المسافة إجراءً مباشرًا. يقوم كل جهاز توجيه بإرسال جدول التوجيه الخاص به بالكامل إلى جيرانه المباشرين. يقوم هؤلاء الجيران بعد ذلك بتحديث جداول التوجيه الخاصة بهم بناءً على المعلومات الواردة، وتستمر العملية بشكل متكرر عبر الشبكة حتى تحصل جميع أجهزة التوجيه على معلومات توجيه متسقة. يُعرف هذا الإجراء أيضًا باسم خوارزمية بيلمان-فورد أو خوارزمية فورد-فولكرسون.
الأعمال الداخلية لناقل المسافة
يتميز تشغيل بروتوكولات ناقل المسافة بالبساطة. في البداية، يعرف كل جهاز توجيه فقط عن جيرانه المباشرين. عندما تشارك أجهزة التوجيه جداول التوجيه الخاصة بها، تنتشر المعرفة حول العقد البعيدة تدريجيًا عبر الشبكة.
البروتوكول يعمل في دورات. في كل دورة، يرسل كل جهاز توجيه جدول التوجيه الخاص به بالكامل إلى جيرانه المباشرين. عند استلام جدول توجيه من أحد الجيران، يقوم جهاز التوجيه بتحديث جدوله الخاص ليعكس أي مسارات أرخص إلى الوجهات التي تعلمها.
يتعين على أجهزة التوجيه التي تستخدم بروتوكولات Distance Vector أن تتعامل مع مشكلات معينة، مثل حلقات التوجيه ومشكلات العد إلى اللانهاية، والتي يتم تخفيفها باستخدام تقنيات مثل الأفق المقسم، وتسمم المسار، ومؤقتات الضغط المستمر.
الميزات الرئيسية لناقل المسافة
تحتوي بروتوكولات ناقل المسافة على العديد من الميزات الرئيسية:
- البساطة: من السهل نسبيًا فهمها وتنفيذها.
- التشغيل الذاتي: يمكن للشبكة التعافي تلقائيًا من حالات الفشل.
- التحديثات الدورية: تتم مشاركة المعلومات على فترات منتظمة، مع الحفاظ على المعرفة المحدثة بالشبكة.
- عرض محدود: يتمتع كل جهاز توجيه برؤية محدودة للشبكة، مما قد يمثل عائقًا للشبكات الأكبر حجمًا.
أنواع بروتوكولات ناقل المسافة
فيما يلي بعض الأنواع الأكثر شيوعًا لبروتوكولات ناقل المسافة:
-
بروتوكول معلومات التوجيه (RIP): هذا هو بروتوكول ناقل المسافة الأكثر تقليدية وأساسية. من السهل تكوين RIP ويعمل بشكل أفضل في الشبكات الصغيرة المسطحة أو على حافة الشبكات الأكبر حجمًا. ومع ذلك، فهي أقل ملاءمة للشبكات الأكبر حجمًا بسبب الحد الأقصى لعدد القفزات الذي يبلغ 15.
-
بروتوكول توجيه البوابة الداخلية (IGRP): يعد IGRP، الذي طورته شركة Cisco، بروتوكولًا خاصًا يعمل على تحسين RIP من خلال دعم شبكات أكبر واستخدام مقياس أكثر تعقيدًا.
-
بروتوكول توجيه البوابة الداخلية المحسّن (EIGRP): هذا هو بروتوكول خاص بشركة Cisco يتضمن ميزات من كل من بروتوكولي Distance Vector وLink-State، مما يوفر قابلية توسع فائقة وأوقات تقارب للشبكة.
| بروتوكول | الحد الأقصى لعدد القفزات | بائع | قياس |
|---|---|---|---|
| قطع | 15 | معيار | عدد القفزات |
| IGRP | 100 | سيسكو | عرض النطاق الترددي، والتأخير |
| EIGRP | 100 | سيسكو | عرض النطاق الترددي، والتأخير، والموثوقية، والتحميل |
الاستخدام والمشاكل والحلول في ناقل المسافة
يتم استخدام بروتوكولات Distance Vector في مجموعة متنوعة من سيناريوهات الشبكات، بشكل أساسي في إعدادات الشبكة الأصغر والأقل تعقيدًا نظرًا لبساطتها وسهولة الإعداد.
ومع ذلك، قد تواجه هذه البروتوكولات عدة مشاكل:
-
حلقات التوجيه: في ظروف معينة، يمكن أن تؤدي معلومات التوجيه غير المتناسقة إلى مسارات متكررة للحزم. يتم استخدام حلول مثل Split Horizon وRoute Poisoning للتخفيف من هذه المشكلة.
-
العد إلى ما لا نهاية: تحدث هذه المشكلة عند فشل ارتباط الشبكة وتستغرق الشبكة وقتًا طويلاً جدًا للتقارب في مجموعة جديدة من المسارات. تعد مؤقتات الضغط المستمر أحد الأساليب المستخدمة لمعالجة هذه المشكلة.
-
التقارب البطيء: في الشبكات الكبيرة، قد تكون بروتوكولات ناقل المسافة بطيئة في الاستجابة لتغيرات الشبكة. ويمكن التخفيف من ذلك باستخدام بروتوكولات أكثر حداثة مثل EIGRP، والتي تتفاعل بسرعة أكبر مع تغييرات الشبكة.
مقارنة مع مصطلحات مماثلة
غالبًا ما تتم مقارنة بروتوكولات ناقل المسافة ببروتوكولات حالة الارتباط. الاختلافات الرئيسية بينهما مذكورة أدناه:
| معايير | ناقل المسافة | حالة الارتباط |
|---|---|---|
| تعقيد | بسيطة للتنفيذ | أكثر تعقيدا في التنفيذ |
| قابلية التوسع | أفضل للشبكات الأصغر | أفضل للشبكات الأكبر |
| معرفة الشبكة | يعرف فقط عن الجيران | عرض كامل لطوبولوجيا الشبكة |
| زمن التقارب | بطيء (تحديثات دورية) | سريع (تحديثات فورية) |
| إستخدام الموارد | استخدام أقل لوحدة المعالجة المركزية والذاكرة | المزيد من استخدام وحدة المعالجة المركزية والذاكرة |
الآفاق المستقبلية
في حين أن بروتوكولات ناقل المسافة التقليدية مثل RIP وIGRP أصبحت أقل شيوعًا في الشبكات الحديثة، إلا أن المبادئ التي تقوم عليها هذه البروتوكولات لا تزال قابلة للتطبيق على نطاق واسع. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات مثل BGP (بروتوكول بوابة الحدود)، والذي يُستخدم للتوجيه بين الأنظمة الذاتية على الإنترنت، بروتوكولات ناقل المسار - وهو أحد أشكال ناقل المسافة.
قد يؤثر التقدم في تكنولوجيا الشبكات، مثل الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)، أيضًا على كيفية استخدام مبادئ ناقل المسافة في المستقبل.
الخوادم الوكيلة وناقلات المسافة
تعمل الخوادم الوكيلة كوسطاء للطلبات المقدمة من العملاء الذين يبحثون عن موارد من خوادم أخرى. على الرغم من أنهم لا يستخدمون عادةً بروتوكولات Distance Vector لاتخاذ قرارات التوجيه، فإن فهم هذه البروتوكولات يوفر فهمًا أساسيًا لكيفية عبور البيانات للشبكات، بما في ذلك تلك التي تتضمن خوادم بروكسي.
من خلال فهم مبادئ الشبكات الأساسية، يمكن لمقدمي الخدمات مثل OneProxy تحسين أداء وموثوقية خدماتهم بشكل أفضل. على سبيل المثال، يعد مفهوم اختيار المسار الأكثر كفاءة أمرًا بالغ الأهمية في سياق الخوادم الوكيلة، حيث يمكن أن يساعد في تقليل زمن الوصول وزيادة الإنتاجية إلى الحد الأقصى.
روابط ذات علاقة
للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً حول ناقل المسافة، راجع الموارد التالية:
